一種用于酒瓶批量翻轉(zhuǎn)的三自由度機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于酒瓶批量翻轉(zhuǎn)的三自由度機器人。
【背景技術(shù)】
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[0002]輕工、醫(yī)藥和食品等行業(yè)的自動化生產(chǎn)線中，諸如分揀、包裝、封裝，特別是在物料搬運，物料翻轉(zhuǎn)等這種重復(fù)、枯燥尤為突出工作中，為了減輕人類勞動強度，提升機器穩(wěn)定性、靈活性，提高產(chǎn)品制造精度，在作業(yè)工序中往往需要安置重復(fù)性工作的工業(yè)機器人，而采用多重自由度空間機器人顯得沒必要或是制造成本過高，另外，一般的工業(yè)機器人價格較高，設(shè)備貴重，結(jié)構(gòu)不夠精密，無法滿足人們同時對功能性、輕便化、高精度等多方面的較高要求。如傳統(tǒng)的串聯(lián)五軸機器人制造成本過高。為滿足輕負(fù)載快速穩(wěn)定工序作業(yè)的需求，采用同向布置驅(qū)動支鏈外加多重驅(qū)動裝置同步驅(qū)動是一個相對較好的發(fā)展方向。對環(huán)境要求不高，更具有柔性?？梢蕴岣邫C器人的研發(fā)速度，降低成本，為機器人進一步設(shè)計提供了方向及理論依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種用于酒瓶批量翻轉(zhuǎn)的三自由度機器人，該機器人機構(gòu)是一種實現(xiàn)空間物料搬運翻轉(zhuǎn)的機器人機構(gòu)。
[0004]本發(fā)明提供的一種用于酒瓶批量翻轉(zhuǎn)的三自由度機器人包括固定機架15、翻轉(zhuǎn)裝置、兩套結(jié)構(gòu)相同且對稱設(shè)置的驅(qū)動支鏈及輸送帶裝置。
[0005]所述翻轉(zhuǎn)裝置包括第一翻轉(zhuǎn)大爪2、第二翻轉(zhuǎn)大爪41、第一驅(qū)動裝置8、第六驅(qū)動裝置30、第一驅(qū)動氣缸6、第二驅(qū)動氣缸7、第三驅(qū)動氣缸47、第四驅(qū)動氣缸48、減速機箱1、定位安裝板3、瓶爪4、瓶爪墊5、驅(qū)動夾板42及定位基板43;所述第六驅(qū)動裝置30通過螺栓固連在所述減速機箱I上，所述減速機箱I與所述第一翻轉(zhuǎn)大爪2通過軸承和軸同心連接形成轉(zhuǎn)動副;所述第一翻轉(zhuǎn)大爪2通過所述驅(qū)動夾板42與所述定位安裝板3固連，所述定位安裝板3與所述定位基板43通過螺栓固連，所述瓶爪4與所述定位基板43通過螺栓固連，所述瓶爪墊5通過粘合劑與所述瓶爪4粘接，所述第一翻轉(zhuǎn)大爪2與所述第二翻轉(zhuǎn)大爪41結(jié)構(gòu)相同且對稱設(shè)置;所述第一驅(qū)動裝置8與所述第六驅(qū)動裝置30對稱布置;所述第三驅(qū)動氣缸47及第四驅(qū)動氣缸48同心對稱安裝于所述第一翻轉(zhuǎn)大爪2內(nèi)部兩側(cè)，所述第三驅(qū)動氣缸47包括氣缸活塞板44、第一氣缸底座板45及第二氣缸底座板46，所述第三驅(qū)動氣缸47及第四驅(qū)動氣缸48通過螺栓固連于所述驅(qū)動夾板42上，所述第一驅(qū)動氣缸6及第二驅(qū)動氣缸7同心對稱安裝于所述第二翻轉(zhuǎn)大爪41內(nèi)部兩側(cè)，所述第一驅(qū)動氣缸6、第二驅(qū)動氣缸7、第三驅(qū)動氣缸47及第四驅(qū)動氣缸48的結(jié)構(gòu)相同。
[0006]所述驅(qū)動支鏈包括點頭法蘭17、保姿態(tài)桿19、小臂18、小臂拉桿20、大臂21、三角連接架22、支撐姿態(tài)桿25、傳動姿態(tài)桿26、姿態(tài)桿連接座27、第二驅(qū)動裝置13、第三驅(qū)動裝置14、第四驅(qū)動裝置16、第五驅(qū)動裝置29、第七驅(qū)動裝置35及第八驅(qū)動裝置36;所述第二驅(qū)動裝置13由電機和第一諧波減速器39組成，所述第三驅(qū)動裝置14由電機和第二諧波減速器38組成，所述第四驅(qū)動裝置16由電機和第三諧波減速器37組成，所述第五驅(qū)動裝置29由電機和第四諧波減速器32組成，所述第七驅(qū)動裝置35由電機和第五諧波減速器33組成，所述第八驅(qū)動裝置36由電機和第六諧波減速器34組成，所述第二驅(qū)動裝置13、第三驅(qū)動裝置14、第四驅(qū)動裝置16、第五驅(qū)動裝置29、第七驅(qū)動裝置35及第八驅(qū)動裝置36均通過螺栓分別固定連接于所述固定機架15上，所述第二驅(qū)動裝置13與所述第四驅(qū)動裝置16同心對稱布置，所述第五驅(qū)動裝置29與所述第八驅(qū)動裝置36同心對稱布置;所述點頭法蘭17與所述第六諧波減速器34之間通過轉(zhuǎn)動鉸鏈連接;所述小臂18與所述第四諧波減速器32之間通過轉(zhuǎn)動鉸鏈連接;所述大臂21與所述第五諧波減速器33之間通過轉(zhuǎn)動鉸鏈連接，所述大臂21與所述三角連接架22通過軸承和軸同心連接形成轉(zhuǎn)動副;所述保姿態(tài)桿19的兩端分別與所述三角連接架22及所述點頭法蘭17通過轉(zhuǎn)動鉸鏈連接;所述小臂拉桿20的兩端分別與所述支撐姿態(tài)桿25及所述小臂18通過轉(zhuǎn)動鉸鏈連接;所述支撐姿態(tài)桿25與所述姿態(tài)桿連接座27通過轉(zhuǎn)動鉸鏈連接;所述支撐姿態(tài)桿25與所述大臂21通過軸承和軸同心連接形成轉(zhuǎn)動副;所述傳動姿態(tài)桿26與所述姿態(tài)桿連接座27通過轉(zhuǎn)動鉸鏈連接;所述傳動姿態(tài)桿26與所述三角連接架22通過軸承和軸同心連接形成轉(zhuǎn)動副;所述小臂拉桿20的桿長與所述大臂21的桿長相等；所述小臂拉桿20、大臂21、小臂18及所述支撐姿態(tài)桿25通過運動副構(gòu)成平行四邊形結(jié)構(gòu)，所述傳動姿態(tài)桿26、三角連接架22、姿態(tài)桿連接座27及所述支撐姿態(tài)桿25通過運動副構(gòu)成平行四邊形結(jié)構(gòu)。
[0007]所述輸送帶裝置包括第一輸送帶9、第二輸送帶49、防護擋板10、滾筒11、輸送機架
12、酒瓶插臺23及酒瓶樣件24;所述輸送機架12與所述固定機架15固定在同一水平面上;所述第一輸送帶9與所述第二輸送帶49位于同一平面上，所述第一輸送帶9與所述第二輸送帶49通過所述滾筒11水平對稱設(shè)置在所述輸送機架12上，所述防護擋板10對稱設(shè)置在所述第一輸送帶9及第二輸送帶49的兩側(cè)，所述第一輸送帶9及第二輸送帶49與所述第一翻轉(zhuǎn)大爪2及第二翻轉(zhuǎn)大爪41保持平行;所述酒瓶插臺23水平設(shè)置在所述第二輸送帶49上，所述酒瓶樣件24豎直安裝在所述酒瓶插臺23上。
[0008]所述姿態(tài)桿連接座27通過螺栓固定連接于所述減速機箱I上。
[0009]所述兩套結(jié)構(gòu)相同且對稱設(shè)置的驅(qū)動支鏈同向設(shè)置于所述固定機架15的兩側(cè)。
[0010]所述第一驅(qū)動裝置8及第二驅(qū)動裝置30采用伺服電機-減速器結(jié)構(gòu);所述第一驅(qū)動氣缸6、第二驅(qū)動氣缸7、第三驅(qū)動氣缸47及第四驅(qū)動氣缸48采用氣動裝置;所述第二驅(qū)動裝置13、第三驅(qū)動裝置14、第四驅(qū)動裝置16、第五驅(qū)動裝置29、第七驅(qū)動裝置35及第八驅(qū)動裝置36采用伺服電機-諧波減速器結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明采用兩套完全相同的驅(qū)動支鏈驅(qū)動翻轉(zhuǎn)裝置，兩套驅(qū)動支鏈在兩套相同驅(qū)動裝置驅(qū)動下同步作業(yè)，同時在驅(qū)動支鏈中采用了連桿桿件的平行四邊形定理，限制了翻轉(zhuǎn)裝置的運動軌跡，保證翻轉(zhuǎn)裝置有確定的穩(wěn)定性以及位置精度，兩套驅(qū)動支鏈的共同約束作用下，限制了翻轉(zhuǎn)裝置的回轉(zhuǎn)自由度，使得翻轉(zhuǎn)裝置相對于固定機架僅具有兩個平動自由度和一個回轉(zhuǎn)自由度，保證了機器人的姿態(tài)穩(wěn)定。八組驅(qū)動裝置提供的運動驅(qū)動，使得該機器人具有確定的運動，保證了該機構(gòu)位置精確。
[0012]本發(fā)明具有以下特點:
[0013](I)本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)裝置的兩自由度平動由不同的伺服電機驅(qū)動，另一回轉(zhuǎn)自由度由型號不同的伺服電機驅(qū)動。
[0014](2)本發(fā)明將六個動力源通過連桿傳動方式傳遞到翻轉(zhuǎn)裝置上，為冗余驅(qū)動，另外兩個動力源固連在翻轉(zhuǎn)裝置上。
[0015](3)本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)裝置由兩列完全相同的驅(qū)動支鏈驅(qū)動，提供兩個平動自由度，且兩列驅(qū)動支鏈相互協(xié)作，保證位置精度。
[0016](4)本發(fā)明不僅把六組伺服電機輸出的動力匯聚到翻轉(zhuǎn)裝置上，而且翻轉(zhuǎn)裝置本身帶有兩組動力，兩組驅(qū)動支鏈不僅提供動力也兼有位置結(jié)構(gòu)約束的作用。
[0017](5)驅(qū)動支鏈中采用了連桿桿件平行四邊形結(jié)構(gòu)，將動力源通過連桿傳遞到翻轉(zhuǎn)裝置上，使得翻轉(zhuǎn)裝置更具有確定的運動軌跡以及位置精度。
【附圖說明】
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[0018]圖1是本發(fā)明機器人等軸測視角的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明機器人側(cè)面視角的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明機器人俯視視角的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖4是本發(fā)明機器人的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
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